Добавил:
Студент архфака КНУБА (КИСИ) 2019-2023 (ノ◕ヮ◕)ノ*:・゚✧ Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
БУДIВЕЛЬНА МЕХАНIКА. Посiбник-2018.pdf
Скачиваний:
112
Добавлен:
28.11.2021
Размер:
17.29 Mб
Скачать

11

Другий етап. Для встановленої в небезпечне положення системи сил обчислюється величина шуканого фактора Sk за формулою 8. е й буде його найбільше за величиною значення.

8.5. Лінії впливу для шарнірно–консольної балки

Для побудови ліній впливу шарнірно–консольну балку доцільно представити у вигляді

сукупності однопрогонових балок які мають або одну опору затиснення

або дві шарнірні

опори одна

з яких шарнірно-нерухома а друга

шарнірно-рухома

Кожна

з

таких

однопрогонових балок спирається або на основу

або на інші прості балки

Утворена схема

називається

поверховою

де кожна однопрогонова балка розглядається як окремий

поверх

конструкції

ільш докладно утворення

поверхових" схем балок розглядається в главі

 

 

Побудова

ліній впливу

будь яких

факторів

які

виникають в шарнірно-консольній

балці

виконується за два етапи

1.За звичайними правилами будується лінія впливу лише для однопрогонової балки до якої відноситься фактор що аналізується

2.Побудована лінія впливу послідовно продовжується на однопрогонові балки сусідніх

"поверхів" в такий спосіб щоб на кожному поверсі вона по–перше була прямолінійною, і по–друге перетинала вісь балки на віддаленій опорі "поверху".

Розглянемо побудову ліній впливу для шарнірно–консольної балки представленої на рис 8.6,а.

Рис 8.6

12

обудова поверхової схеми шарнірно–консольної балки

арнірно-консольну балку ABCDE можна представити як сукупність трьох однопрогонових балок AB, BCD і DE які спираються одна на одну Перший поверх – це консольна балка DE яка безпосереднє спирається на основу Другий поверх – це двоопорна балка BCD яка спирається на поверх DE Третій – це двоопорна балка AB яка спирається на балку другого поверху "Поверхова" схема зображена на рис 8.6,б.

обудова лінії впливу опорної реакції VC

 

Реакція відноситься для двоопорної балки поверху

BCD рис 8.6,в) Тому на першому

етапі будуємо лінію впливу опорної реакції VC саме для цієї балки

M D 0

VC l 1 l x 0

VC l x VC x .

 

 

 

l

Прямолінійний графік функції VC x

лінію впливу опорної реакції VC0 для двоопорної балки

поверху BCD проведемо через значення функції в двох довільних точках

x 0

VC 0 l

1;

 

 

l

 

 

x l

VC l l l 0.

 

 

 

l

 

Лінія впливу опорної реакції VC для двоопорної балки поверху BCD побудована на рис 8.6,г. Другий етап Подовжуємо лінію впливу на "поверх" AB по прямій яка перетинає вісь на опорі А Надалі продовжимо лінію впливу опорної реакції VC на "поверх" DE по прямій яка перетинає

вісь на опорі E Остаточна лінію впливу опорної реакції VC представлена на рис 8.6, .

обудова лінії впливу згинального моменту Mk

Переріз k шарнірно–консольної балки розташований на консольній балці першого "поверху"

DE рис 8.6,е).

ерший етап Визначаємо згинальний момент Mk у перерізі k балки DE розглядаючи два випадки розташування сили ліворуч і праворуч перерізу k.

Сила P=1 ліворуч перерізу k

Сила P=1 праворуч перерізу k

Mk

Mk

1 x.

Mk

Mk

0.

 

л в

 

 

л в

 

13

(при x=0 Mk(0)=0 при x=c Mk(c)=-c)

рафік функції Mk x для балки першого "поверху" DE побудовано на рис 8.6, .

Другий етап. Подовжуємо побудований графік на балку другого поверху BCD На протязі всього поверху проводимо прямолінійний відрізок який перетинає вісь балки на опорі . Далі подовжимо графік на перший поверх АВ як прямий відрізок який має нульову ординату на опорі А Остаточна лінія впливу згинального моменту Mk наведена на рис 8.6, .

8.6. Лінії впливу в фермах

Лінії впливу опорних реакцій в фермах аналогічні лініям впливу опорних реакцій в балках Так для ферми представленій на рис 8.7,а лінії впливу опорних реакцій наведено на рис 8.7,б та

8.7,в.

Рис 8.7

14

Для визначення поздовжніх сил в стержнях ферми використовуються ті ж самі методи що й для дії нерухомих сил Проте, на відміну від балки, необхідно заздалегідь визначити по якому поясу ферми рухається одинична сила е пов’язано з тим що для деяких стержнів лінії впливу зусиль при русі сили по верхньому і по нижньому поясу ферми відрізняються одна від одної.

Метод наскрізних перерізів

Застосуємо метод наскрізних перерізів для аналізу поведінки зусиль в стержнях N5 6 та N2 6 .

Переріз – який перетинає обидва зазначені стержні поділяє ферму на два окремі диски рис8.7,г Замість розрізаних стержнів прикладаємо поздовжні сили N5 6 , N2 6 , N2 3 які

спрямовуються в додатних напрямах тобто від відповідних вузлів

удемо вважати що одинична

сила переміщується по нижньому поясу ферми

рух по низу

В опорах виникають вертикальні

опорні реакції VA x ,VB x

графіки зміни яких

лінії впливу побудовано на рис 8.7,б та 8.7,в.

Для зусилля N5 6 існує моментна точка точка Ріттера

яка розташована у місці перетину двох

інших зусиль тобто у вузлі

Тому для визначення зусилля

N5 6

необхідно скласти рівняння

моментів щодо цього вузла

о стосується зусилля N2 6

то тут моментної точки не існує бо два

інші зусилля паралельні між собою

Тому для визначення

зусилля N2 6

необхідно

скласти

рівняння проекцій на вертикальну вісь

 

 

 

 

 

 

 

к для визначення зусилля N5 6

так і для визначення зусилля N2 6 необхідно розглядати

рівновагу того диска на який діє менша кількість сил

Зважаючи на те

що одинична сила

рухається і в процесі руху може перебувати як на лівому

так і на правому дисках

будемо

розглядати обидва можливі випадки

Причому

якщо сила перебуває на лівому диску

будемо

аналізувати рівновагу правого диска а якщо перебуває на правому диску то – рівновагу лівого

Сила P=1 на лівому диску

Сила P=1 на правому диску

M2 0

 

 

 

N6 5h VBb 0 ,

M2 0

 

 

 

 

N5 6h VAa 0 ,

 

 

N

6 5

b V

 

 

N

5 6

a V

 

.

 

 

 

 

 

h

B

 

 

 

 

h

A

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Fy 0

 

 

 

N6 2 sin

VB 0,

Fy 0

 

 

 

N2 6

sin VA 0,

N

6

2

 

1 V .

 

N

2

6

1

V

.

 

 

 

sin

B

 

 

 

sin

 

A

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

15

Отже в межах лівого диска лінія впливу зусилля N5 6 може бути побудована множенням лінії

впливу опорної реакції V на коефіцієнт b

це буде так звана ліва пряма

а в межах правого

B

h

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

диска – множенням лінії впливу опорної реакції V на коефіцієнт a

права пряма

 

 

 

 

A

h

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ліва пряма штрихується в межах лівого

а права – в межах правого диска рис 8.7,

кщо

одинична сила перебуває на нижньому поясі

ліва пряма штрихується на ділянці А

а права –

на ділянці – В. У межах розрізаної панелі нижнього поясу ферми 5–6

ліва і права прямі

з’єднуються прямим відрізком який називається передатною прямою або зрізкою.

кщо ж рух

здійснюється по верхньому поясу то ліва пряма штрихується на ділянці А – 2 а права – на ділянці 3 – В . Аналогічно, ліва й права прямі в межах розрізаної панелі верхнього поясу ферми 2– 3 з’єднуються передатною прямою Таким чином лінія впливу має дві передатні прямі одна для руху по верхньому а інша – для руху по нижньому поясу ферми Слід звернути увагу на те що ліва й права прямі перетинаються під моментною точкою

Так само будується лінія впливу зусилля N2 6 У межах лівого диска лінія впливу опорної

реакції V множиться на коефіцієнт 1

це буде ліва пряма а в межах правого диска –

B

sin

 

 

 

 

 

множенням лінії впливу опорної реакції V

на коефіцієнт 1

права пряма Ліва і права прямі

 

A

sin

 

 

 

 

паралельні Вони не перетинаються що відповідає відсутності моментної точки Ліва пряма штрихується в межах лівого а права – в межах правого вантажного поясу диска

рис 8.7,е Так якщо одинична сила перебуває на нижньому поясі ліва пряма штрихується на ділянці А – а права – на ділянці – В У межах розрізаної панелі нижнього поясу ферми 5–6 ліва і права прямі з’єднуються передатною прямою кщо ж рух здійснюється по верхньому поясу то ліва пряма штрихується на ділянці А – 2 а права – на ділянці 3 – В . Аналогічно, ліва і права прямі в межах розрізаної панелі верхнього поясу ферми 2–3 з’єднуються передатною прямою Отже лінія впливу також має дві передатні прямі одна для руху по верхньому а інша – для руху по верхньому поясу ферми

Для визначення зусиль в стержнях консольних систем опорні реакції визначати не обов’язково бо при розрахунку зусиль методом наскрізних перерізів можна завжди обмежитись аналізом рівноваги консольної частини Побудуємо наприклад лінії впливу зусиль в стержнях – та – консольної ферми рис 8.8,а).

16

Рис 8.8

Проводимо переріз – який поділяє ферму на два диска і розглянемо рівновагу правого диска для обох випадків розташування рухомої сили сила на лівому диску та сила на правому диску

Сила P=1 на лівому диску

Сила P=1 на правому диску

M5 0

N2 1h 0

N2 1 0.

M5

0 N2 1h 1 x 0

 

N2 1

x

.

 

 

 

 

h

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

При x d

N2 1 d

d

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

h

 

 

 

 

 

 

При x d

N2 1 d

 

3d

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

h

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Fy 0

N5 2 cos 0

N5 2 0.

Fy

0 N5 2 cos

1 0

 

 

 

 

 

 

 

N5 2

 

1 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

cos

 

 

 

 

Для обох ліній впливу ліві прямі

прямі в межах лівих дисків збігаються з базовою лінією

Права пряма лінії впливу N2 1 є похилою прямою а на лінії впливу зусилля N5 2 – права пряма

паралельна базовій лінії к і раніше

зрізки передатні прямі) з’єднують ліві і праві прямі в

17

межах розрізаної панелі вантажного поясу ферми Остаточні лінії впливу побудовано на рис 8.8,б

та 8.8,в.

Таким чином лінія впливу побудована способом наскрізних перерізів складається з трьох прямих

1.Ліва пряма яка перетинає вісь на лівій опорі і штрихується в межах вантажного поясу лівого диска

2.Права пряма що перетинає вісь на правій опорі і штрихується в межах вантажного поясу правого диска Ліва й права прямі завжди перетинаються під моментною точкою

3.Передатна пряма з’єднує ліву й праву прямі в межах розрізаної панелі вантажного поясу

ферми

ноді передатна пряма може збігатися з лівою чи правою прямою

Метод вирізання вузлів

 

Метод застосовується у випадку

коли можна замкненим перерізом вирізати вузол ферми і

скласти для нього рівняння проекцій

яке міститиме лише одну невідому величину – зусилля в

стержні

що

аналізується Рівняння

проекцій складається для двох випадків розташування

одиничної сили

сила розташована поза вузлом тобто за межами панелей які розсікаються при

вирізанні вузла

і сила знаходиться у вузлі

Для

прикладу побудуємо лінії впливу зазначеним методом для стержнів –2' та –3'

(рис 8.9,а).

Рис 8.9

18

Перерізами – і – вирізаємо вузли та відповідно Далі для кожного вузла складаємо рівняння проекцій вибираючи для проецирування вісь в такий спосіб щоби на неї проецирувалось лише одне невідоме – зусилля в стержні що аналізується

 

 

Сила P=1 поза вузлом 2

 

 

Сила P=1 у вузлі

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Fy 0

N2 2 0.

 

Fy 0

N2 2 1 0

N2 2

1.

 

 

 

 

Сила P=1 поза вузлом 3'

 

Сила P=1 у вузлі

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Fu 0

N3 3 0.

 

Fu 0

 

N3 3 cos

1 cos

0.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

N3 3 1 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

к випливає з розрахунку зусилля N2 2'

поза вирізаним вузлом

тобто за межами розрізаних

панелей А- та

- дорівнює нулю а в самому вузлі дорівнює одиниці

Тому на розрізаних

панелях необхідно провести передатні прямі що з’єднують одиничну ординату у вузлі

з нулями

у вузлах А та

е й буде лінія впливу зусилля N2 2'

Причому оскільки в процесі розрахунку

розглядалось розташування одиничної сили у вузлі нижнього поясу це графік для руху

по низу

кщо ж сила рухається по верхньому поясу то вона не може потрапити у вузол Тому лінія впливу зусилля N2 2' буде нульовою рис 8.9,б).

Аналогічно будується лінія впливу зусилля N3 3' рис 8.9,в Проте в цьому випадку одиничне значення у вирізаному вузлі відповідає руху сили по верхньому а нульове – по нижньому поясу

Метод сумісних перерізів

Метод застосовують для визначення зусиль у стержнях які неможливо обчислити за способами вирізання вузлів і наскрізних перерізів дея методу полягає в тому що шукане зусилля виражається через інше яке можна знайти способом вирізання вузлів або способом наскрізних перерізів

Побудуємо наприклад лінію впливу зусилля в стержні N3 6 рис 8.10,а).

19

Рис 8.10

Лінії впливу опорних реакцій показано на рис 8.10,б та рис 8.10,в.

к допоміжну побудуємо лінію впливу зусилля N2 3 використовуючи метод наскрізних перерізів Переріз – поділяє ферму на два незалежних диска Визначимо зусилля N2 3 для двох випадків розташування одиничної сили сила на лівому і сила на правому диску

Сила P=1 на лівому диску

Сила P=1 на правому диску

 

M6 0

N3 2h VB 2d 0

M6

0 N2 3h VA 2d 0

 

 

 

 

N

3 2

 

2d V .

 

N

2 3

2d V

.

 

 

 

 

 

 

h

B

 

 

h A

 

 

 

 

 

 

 

Лінія впливу зусилля в стержні N3 6

будується шляхом множення ліній впливу опорних

реакцій на коефіцієнт

2d

рис 8.10,г

Ліва пряма штрихується в межах лівого

а права – в

 

 

h

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

межах правого диска

Зрізка передатна пряма), яка в межах розрізаної панелі з’єднує ліву та

праву прямі розташована на лівій прямій

 

 

 

 

 

 

 

Далі проводимо переріз

який виокремлює вузол

і складаємо рівняння рівноваги для

двох випадків сила P 1 поза вузлом тобто за межами розрізаних стержнів – та

– та сила

P 1 у вузлі